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双星[天文概念]

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如果用望远镜观测星空,常常可以看到一些恒星两两成双靠在一起。当然,这其中很多只是透视的结果,实际上两颗星相距很远,只是都在一个视线方向上罢了。可是,天文学家发现,其中占不少比例,两颗星之间有力学上的联系,相互环绕转动。这样的两颗恒星,就称为双星。

组成双星的两颗恒星都称为双星的子星。其中较亮的一颗,称为主星;较暗的一颗,称为伴星。主星和伴星亮度有的相差不大,有的相差很大。

有许多双星,相互之间距离很近,即使用现代最大的望远镜,也不能把它们的两颗子星区分开。但是,天文学家用分光方法得到的光谱,可以发现它们是两颗恒星组成的。这样的双星,称为分光双星。于是,上面说的可以用望远镜把两颗子星分辨开来的双星,相应地就称为目视双星。

有的双星在相互绕转时,会发生类似日食的现象,从而使这类双星的亮度周期性地变化。这样的双星称为食双星或食变星。食双星一般都是分光双星。还有的双星,不但相互之间距离很近,而且有物质从一颗子星流向另一颗子星,这样的双星称为密近双星。有的密近双星,物质流动时会发出X射线,称为X射线双星。

双星是恒星世界的普遍现象,在恒星世界中的所占比例是很大的,是规模最小的恒星集团。此外还有两颗以上恒星组成的聚星,如三颗星组成的三合星,四颗星组成的四合星,等等。双星在太阳附近(81.5光年)的区域内,就约有40%。太阳周围5.2秒差距(约17光年)内共有恒星60颗(包括太阳),其中32颗单星,11对双星(22颗),2组三合星(6颗),所以双星和聚星的子星颗数占总数46%强。实际上,有些双星是很难发现的,例如:周期甚长的目视双星,轨道倾角很小(轨道平面和视线交角接近直角)的分光双星,两子星质量悬殊的分光双星,轨道扁长因而不易观测到相对运动的目视双星,变光因素复杂而难以识别的食双星或椭球双星,变幅过小的食双星等等。因此,太阳附近空间的恒星是双星或聚星的子星的,并不限于上述百分数,估计约有半数或超过半数。在许多星协、星团、星云和一些河外星系中也发现有双星。

双星的颜色五彩缤纷,双星的两颗子星又双双争艳。双星的主星质量有比伴星大的,也有比伴星小的。从双星的子星分类来看,五花八门,应有尽有,有的子星是爆发变星,有的则是脉动变星,还有的是白矮星,也有的是中子星,甚至是黑洞。有的双星包含在聚星之中。许多星团又包括了双星。

双星为世人揭示了恒星世界的一些奥秘。天体最重要的物理量就是它的质量。至2009年,单星(除太阳外)的质量还不能直接测出来,只有通过双星系统才能够准确地测出各个恒星的质量。至2009年运用这种方法已测出一部分恒星质量。至2009年又相继发现了双射电星、双射线星、双脉冲星等一系列新型的双天体,形成一门崭新的双星天文学。

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